专家对于球磨机的模拟研究工作

球磨机具有破碎比大、稳定性好、适应性强等工作优点，因此在矿山、冶金、建筑、化工等行业得到了广泛的应用。该设备的大型化发展一直都是实际生产的需要和技术研究的重要分支。但是，球磨机的大型化发展，也增加了对其磨矿过程分析研究的难度。通常球磨机的满载起动是一个“暂态”过程，较难在实践中获得经验，一直缺乏成熟的结论可供参考。过去人们一直认为球磨机起动过程中的力矩和功率很高，在磨机设计时倾向选择功率较大的电动机，虽然满足了工作要求，但是不具有经济优势。调查显示，要发挥大型球磨机的磨矿效率，必须重视磨机设计、操作等参数的影响。如果磨矿参数选择不当会造成大型球磨机效率的降低，甚至使其无法正常工作。目前对磨矿参数的研究主要以磨机功率为评价指标，不能完全反映球磨机的综合工作性能。

红星球磨机专家采用离散元软件EDEM建立了球磨机磨矿的离散元模型，模型中全面考虑了工作中矿石的影响，呈现球磨机真实的运转过程。分析了球磨机起动过程中物料运动状态和力矩的动态变化规律，并以磨机稳定运行时的力矩和功率为基准确定了起动过程中力矩和功率的条件。综合考虑球磨机的比功率、衬板磨损速率和颗粒破碎概率对磨矿参数进行了优化分析。主要内容如下:

1.通过离散元方法的计算思想和软件分析球磨机的接触模型，掌握球磨机的接触参数、时间步长的确定方法。

2.对球磨机内的物料运动规律尤其是抛落运动规律进行了深入的研究，并计算得出更佳转速范围。

3.红星专家对起动过程磨矿动力学进行了研究;建立了含有矿石的大型球磨机的离散元模型，分析了起动过程中物料运动状态和力矩的动态变化之间的规律;结合正交试验方法，基于稳定运转时的力矩和功率，分析了球磨机顺利起动需要的力矩和功率的更佳条件。与理论计算结果对比表明当物料偏转角度小于休止角时，仿真结果和理论计算结果是比较吻合的，离散元方法能够准确的预测起动过程中力矩的动态变化过程。

4.以球磨机的比功率、颗粒的破碎概率、衬板一物料碰撞消耗的能量所占的比例等参数作为磨机工作性能的评价指标，采用均匀设计方法建立了仿真方案进行仿真，结合回归分析技术对影响磨机工作性能的主要工作参数(转速率、填充率、衬板设计参数)进行了多目标优化。有效增加了球磨机的比功率和颗粒的破碎概率，而衬板的磨损速率则显著下降;研究结果还表明，填充率对比功率和衬板磨损都有显著影响，是影响磨机工作性能的主要因素。

5.红星专家结合Hertz理论和介质运动分析，考虑了球磨机中的冲击磨矿和磨剥磨矿作用，建立了磨矿性能的评价函数，对填充率和转速率进行了优化设计。